GEMMI Lab

Sous la supervision de Clara E. James, le laboratoire GEMMI se concentre sur l'intersection des neurosciences cognitives, de la musique et de la psychologie du développement.

Les recherches explorent comment la pratique musicale et d'autres interventions non pharmacologiques, influencent la plasticité cérébrale, le développement cognitif et sensorimoteur, tout au long de la vie. James utilise son expertise en psychologie, neurosciences et son expérience de musicienne professionnelle, pour offrir une perspective unique et holistique, sur les bénéfices cognitifs et neurologiques de la pratique musicale.

Les domaines de recherche principaux sont :

• Plasticité Neuronale et Comportementale chez les Musiciens
  Étudier et démontrer comment différents niveaux d'expertise musicale chez les jeunes adultes, allant des non-musiciens aux amateurs et professionnels, affectent progressivement la structure, la fonction cérébrale et les capacités cognitives.
   
• La Musique comme Outil Thérapeutique pour un Vieillissement en Bonne Santé
  Concevoir et évaluer des interventions qui utilisent la pratique musicale pour améliorer la fonction cognitive et ralentir le déclin cognitif, sensorimoteur et cérébral lié à l'âge chez les personnes âgées, avec ou sans troubles cognitifs. Cette recherche comprend des études comparatives sur l'efficacité de la pratique musicale, par rapport à la sensibilisation musicale et à la thérapie psychomotrice.
   
• Éducation Musicale et Développement de l'Enfant
  Évaluer les effets d'une formation musicale instrumentale intensive en groupe, comparée à la sensibilisation à la musique et aux arts visuels, sur le développement cognitif, sensorimoteur et cérébral des enfants dans des contextes scolaires/groupes.
   
• Douleurs Musculosquelettiques chez les Musiciens (en collaboration avec la Professeure Anne-Violette Bruyneel, investigatrice principale) : Étude des facteurs de risque physiques et psychologiques contribuant aux douleurs musculosquelettiques chez les étudiants musiciens, en s'appuyant sur son expérience de violoniste professionnelle pour traiter de manière optimale les défis mentaux et physiques dans cette population.

Clara James combine son expertise en psychologie et en neurosciences avec son expérience professionnelle de musicienne (violoniste) pour offrir une perspective holistique unique sur les bienfaits cognitifs, sensorimoteurs et neurologiques de la pratique musicale, en comparaison avec d'autres interventions non pharmacologiques.

Under the supervision of Clara E. James, the GEMMI laboratory focuses on the intersection of cognitive neuroscience, music, and developmental psychology.

The research explores how musical practice and other non-pharmacological interventions influence brain plasticity, cognitive, and sensorimotor development throughout the lifespan. James combines her expertise in psychology, neuroscience, with her experience as a professional musician to provide a unique and holistic perspective on the cognitive and neurological benefits of musical practice.

The main research areas are:

• Neural and Behavioral Plasticity in Musicians: Studying and demonstrating) how varying levels of musical expertise in young adults, from non-musicians to amateurs and professionals, gradually affect brain structure, function, and cognitive abilities.
   
• Music as a Therapeutic Tool for Healthy Aging: Designing and evaluating interventions that utilize music practice to enhance cognitive function and slow age-related cognitive, sensorimotor and cerebral decline in older adults, both with and without cognitive impairments. This research includes comparative studies on the effectiveness of music practice versus music sensitization and psychomotor therapy.
   
• Music Education and Child Development: Evaluating the effects of intensive group musical instrumental training, compared to sensitization to music and visual arts, on children's cognitive, sensorimotor, and cerebral development in school/group settings.
   
• Musculoskeletal Pain in Musicians (In collaboration with Prof. Anne-Violette Bruyneel, Principal Investigator): Studying the physical and psychological risk factors contributing to musculoskeletal pain among student musicians, using her background as a professional violinist to optimally address mental health and physical challenges in this population.

Clara James combines her expertise in psychology and neuroscience with her professional experience as a professional musician (violinist) to provide a unique holistic perspective on the cognitive, sensorimotor, and neurological benefits of musical practice compared to other non-pharmacological interventions.

Un financement récent (FNS 214977, 2023-2027) soutient un ECR (essai clinique randomisé) en cours étudiant les avantages cognitifs et cérébraux chez les enfants de 6-8 ans participant à une formation artistique collective : Orchestre en classe versus Arts visuels, comparé au programme standard.

D'autres initiatives clés comprennent un ECR financé par le Fonds National Suisse de la Recherche Scientifique (FNS 170410, 2019-2022) comparant la pratique du piano et l'écoute et la compréhension de la musique chez les personnes âgées en bonne santé, révélant l'impact positif de la pratique musicale sur le déclin cognitif lié à l'âge, avec des gains cérébraux et comportementaux supérieurs pour le groupe du piano.

Une étude sur le programme "Orchestre en classe" (2016-2018) a démontré des avantages cognitifs et sensorimoteurs larges chez les enfants d'école primaire de 10-12 ans.

Un autre ECR, financé par Alzheimer Suisse et la Fondation Gebauer (2021-2022), a exploré l'impact de la pratique musicale par rapport à la pratique psychomotrice sur les patient·es atteint·es de troubles cognitifs légers (MCI), visant la stabilisation ou la récupération cognitive et sensorimotrice et ses substrats neuronaux.

Des travaux fondamentaux antérieurs de James (SNF 125050 ; 2009-2013) ont montré une corrélation entre l'intensité de la formation musicale et des changements progressifs dans la cognition ainsi que dans la structure et la fonction cérébrale chez les jeunes adultes. Elle a également étudié les corrélats cérébraux et comportementaux de l’oreille absolue.

Recent funding (SNSF 214977, 2023–2027) supports an ongoing RCT (randomized controlled trial) investigating cognitive and brain benefits in 6–8-year-old children participating in collective arts training: Orchestra in Class versus Visual Arts, compared with the standard curriculum.

Other key initiatives include an RCT funded by the Swiss National Science Foundation (SNSF 170410, 2019–2022) comparing piano practice with music listening and comprehension in healthy older adults, revealing a positive impact of musical practice on age-related cognitive decline, with greater brain and behavioral gains for the piano group.

A study of the Orchestra in Class program (2016–2018) demonstrated broad cognitive and sensorimotor benefits in 10–12-year-old primary school children.

Another RCT, funded by Alzheimer Switzerland and the Gebauer Foundation (2021–2022), explored the impact of musical practice versus psychomotor practice in patients with mild cognitive impairment (MCI), aiming at cognitive and sensorimotor stabilization or recovery and its neural substrates.

Earlier fundamental work by James (SNSF 125050; 2009–2013) showed a correlation between the intensity of musical training and progressive changes in cognition as well as in brain structure and function in young adults. She also studied the brain and behavioral correlates of absolute pitch.

Équipe projet

Dr Damien Marie, chercheur sénior, co-fondateur du GEMMI lab, CIBM UNIGE

Dr Gianvito Laera, postdoc, FPSE UNIGE & HEdS-GE HES-SO (Postdoc)

Dre Carole Guedj, postdoc, Swiss Center for Affective Sciences UNIGE & HEdS-GE HES-SO (Postdoc)

Mme Patricia Lino, Coordinatrice de projet, HEdS-GE HES-SO, (Master en Biologie)

Mme Anne Prati, stagiaire BNF (Master en Psychologie)

Étudiant-es

Faustine Lemarechal, UNIGE (en Master en Neurosciences)

Isabelle Bourgeois, UNIGE (en Master en Neurosciences)

Alessio Comparini, CHUV/UNIL & HEdS-GE HES-SO (Doctorant en Machine Learning)

Anna Suchel, UNIGE (en Master en Psychologie)

Octavian Mirica, UNIGE (en Master en Neurosciences)

Eva Radomsky, UNIGE (en Master en Neurosciences)

Amira Meylan, UNIGE (en Master en Neurosciences)

Théo Falciola, UNIGE (en Master en Psychologie)

Olga Metelska, UNIGE (en Master en Psychologie)

Melissa Varron, UNIGE (en Master en Psychologie)

Camille Jeanneret-Grosjean, UNIGE (en Master en Psychologie)

Louane Bit, UNIGE (en Master en Psychologie)

Alumni

Despoina Demenega, Coordinatrice de projet, HEdS-GE HES-SO, (Master en Neurosciences)

Lia Bollinger, UNIGE (a obtenu le degré de Master en Neurosciences)

Romain Ceresetti, UNIGE (a obtenu le degré de Master en Neurosciences)

Tabatha Decosterd, FPSE UNIGE (a obtenu le degré de Master en Psychologie)

Melike Oymak, (a obtenu le degré de Master en Psychologie)

Prof. Matthias Kliegel, FPSE UNIGE

Dr. Jonas Richiardi, CHUV/UNIL

Raffaello Diambrini Palazzi, Accademia d’Archi

Stoja Vukovic, HEP Lausanne

Alumni :

Prof. Dimitri Van De Ville, EPFL & FacMed UNIGE

Prof. Eckart Altenmüller, Hochschule für Musik, Theater und Medien Hannover

Worschech, F., Marie, D., Sinke, C., Kliegel, M., Jünemann, K., Scholz, D. S., Krüger, T. H., James, C. E., & Altenmüller, E. (2025). Quality of life in older adults is enhanced by piano practice: Results from a randomized controlled trial. Annals of the New York Academy of Sciences, 1550(1), 239–254. https://doi.org/10.1111/nyas.15397

Mack, M., Marie, D., Worschech, F., Krüger, T. H. C., Sinke, C., Altenmüller, E., James, C. E., & Kliegel, M. (2025). Effects of a 1-year piano intervention on cognitive flexibility in older adults. Psychology and Aging, 40(2), 218–235. https://doi.org/10.1037/pag0000871

Jahn, K., Chatterjee, S., Sinke, C., Koberschinski, J. J. R., Jünemann, K., James, C. E., Worschech, F., Marie, D., Altenmüller, E., Bär, C., & Krüger, T. H. C. (2025). An incidental finding during a brain plasticity study: substantial telomere length shortening after COVID-19 lockdown in the older population. GeroScience, 47(3), 5225–5234. https://doi.org/10.1007/s11357-025-01602-z

Bruyneel, A.-V., Stern, F., Schmid, A., Rieben, N., & James, C. E. (2024). Network analyses of physical and psychological factors of playing-related musculoskeletal disorders in student musicians: a cross-sectional study. BMC Musculoskeletal Disorders, 25(1). https://doi.org/10.1186/s12891-024-08103-8

Losch, H., Altenmüller, E., Marie, D., Passarotto, E., Kretschmer, C. R., Scholz, D. S., Kliegel, M., Krüger, T. H. C., Sinke, C., Jünemann, K., James, C. E., & Worschech, F. (2024). Acquisition of musical skills and abilities in older adults—results of 12 months of music training. BMC Geriatrics, 24(1). https://doi.org/10.1186/s12877-024-05600-2

James, C. E., Tingaud, M., Laera, G., Guedj, C., Zuber, S., Diambrini Palazzi, R., Vukovic, S., Richiardi, J., Kliegel, M., & Marie, D. (2024). Cognitive enrichment through art : A randomized controlled trial on the effect of music or visual arts group practice on cognitive and brain development of young children. BMC Complementary Medicine and Therapies, 24(1), 141. https://doi.org/10.1186/s12906-024-04433-1

James, C. E., Müller, D. M., Müller, C. A. H., Van De Looij, Y., Altenmüller, E., Kliegel, M., Van De Ville, D., & Marie, D. (2024). Randomized controlled trials of non-pharmacological interventions for healthy seniors : Effects on cognitive decline, brain plasticity and activities of daily living—A 23-year scoping review. Heliyon, 10(9), e26674. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e26674

Marie, D., Müller, C. A. H., Altenmüller, E., Van De Ville, D., Jünemann, K., Scholz, D. S., Krüger, T. H. C., Worschech, F., Kliegel, M., Sinke, C., & James, C. E. (2023). Music interventions in 132 healthy older adults enhance cerebellar grey matter and auditory working memory, despite general brain atrophy. Neuroimage: Reports, 3(2), 100166. https://doi.org/10.1016/j.ynirp.2023.100166

Jünemann, K., Engels, A., Marie, D., Worschech, F., Scholz, D. S., Grouiller, F., Kliegel, M., Van De Ville, D., Altenmüller, E., Krüger, T. H. C., James, C. E., & Sinke, C. (2023). Increased functional connectivity in the right dorsal auditory stream after a full year of piano training in healthy older adults. Scientific Reports, 13(1), 19993. https://doi.org/10.1038/s41598-023-46513-1

Worschech, F., Marie, D., Jünemann, K., Sinke, C., Krüger, T. H. C., Großbach, M., Scholz, D. S., Abdili, L., Kliegel, M., James, C. E., & Altenmüller, E. (2021). Improved Speech in Noise Perception in the Elderly After 6 Months of Musical Instruction. Frontiers in Neuroscience, 15. https://doi.org/10.3389/fnins.2021.696240

James, C. E., Zuber, S., Dupuis-Lozeron, E., Abdili, L., Gervaise, D., & Kliegel, M. (2020). Formal String Instrument Training in a Class Setting Enhances Cognitive and Sensorimotor Development of Primary School Children. Frontiers in Neuroscience, 14. https://doi.org/10.3389/fnins.2020.00567

James, C. E., Altenmüller, E., Kliegel, M., Krüger, T. H. C., Van De Ville, D., Worschech, F., Abdili, L., Scholz, D. S., Jünemann, K., Hering, A., Grouiller, F., Sinke, C., & Marie, D. (2020). Train the brain with music (TBM) : Brain plasticity and cognitive benefits induced by musical training in elderly people in Germany and Switzerland, a study protocol for an RCT comparing musical instrumental practice to sensitization to music. BMC Geriatrics, 20(1), 418. https://doi.org/10.1186/s12877-020-01761-y

Oechslin, M. S., Gschwind, M., & James, C. E. (2018). Tracking Training-Related Plasticity by Combining fMRI and DTI : The Right Hemisphere Ventral Stream Mediates Musical Syntax Processing. Cerebral Cortex, 28(4), 1209‑1218. https://doi.org/10.1093/cercor/bhx033

James, C. E., Oechslin, M. S., Michel, C. M., & De Pretto, M. (2017). Electrical Neuroimaging of Music Processing Reveals Mid-Latency Changes with Level of Musical Expertise. Frontiers in Neuroscience, 11. https://doi.org/10.3389/fnins.2017.00613

James, C. E., Oechslin, M. S., Van De Ville, D., Hauert, C.-A., Descloux, C., & Lazeyras, F. (2014). Musical training intensity yields opposite effects on grey matter density in cognitive versus sensorimotor networks. Brain Structure and Function, 219(1), 353‑366. https://doi.org/10.1007/s00429-013-0504-z

Oechslin, M. S., Van De Ville, D., Lazeyras, F., Hauert, C.-A., & James, C. E. (2013). Degree of Musical Expertise Modulates Higher Order Brain Functioning. Cerebral Cortex, 23(9), 2213‑2224. https://doi.org/10.1093/cercor/bhs206

James, C. E., Dupuis-Lozeron, E., & Hauert, C.-A. (2012). Appraisal of Musical Syntax Violations by Primary School Children. Swiss Journal of Psychology, 71(3), 161‑168. https://doi.org/10.1024/1421-0185/a000084

James, C. E., Britz, J., Vuilleumier, P., Hauert, C.-A., & Michel, C. M. (2008). Early neuronal responses in right limbic structures mediate harmony incongruity processing in musical expert. NeuroImage, 42(4), 1597‑1608. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2008.06.025